boletín rsc 007 octubre 2015
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NOTAS Boletín informativo:
Octubre - 2015. #007
Catharus Fuscecens.
Related Science: solución en comunicaciones para
los Grupos de Investigación
La divulgación científica y el posicionamiento de la ciencia están,
primeramente, en manos de sus unidades productoras de conocimiento: los
grupos de investigación, no obstante muchos de sus directivos e integrantes
coinciden en que carecen de herramientas para establecer relaciones
estratégicas con sus públicos de interés, como lo son sectores específicos de la
población, gobierno, empresas, medios de comunicación y la sociedad en
general.
Los grupos de investigación tienen mucho por mostrar, mucho por comunicar.
Han comenzado por promover con mayor intensidad sus eventos, hacer
presencia en redes sociales y preocuparse por su imagen pública, sin embargo
admiten que hay mucho por hacer. Related Science, un equipo de
Comunicadores y Relacionistas Corporativos y Comunicadores Gráficos
Publicitarios, los invita a salir del laboratorio estableciendo relación con los
medios para presentar su trabajo del día a día, sus avances y proyectos;
diseñando planes de comunicación; gestionando sus redes sociales según
estrategias y tácticas; diseñando piezas de comunicación; redactando y
Créditos
Redacción, edición y diseño Mónica Londoño Monsalve
Directora Liliana Restrepo Duque
Auxiliar en Comunicaciones
Notas científicas Ramiro Velásquez
publicando textos periodísticos; estructurando y administrando medios institucionales eficaces; aplicando tácticas
para establecer relaciones con diferentes tipos de públicos y diseñando y estructurando material y medios de
presentación institucional que se adapten a diferentes públicos y ocasiones.
Pensar en relaciones públicas para firmas comerciales es bien normal, para grupos de investigación, los
productores de ciencia, no lo es tanto. Pioneros en la actividad, decidimos enfocarnos en este público, ya que
para nosotros, la ciencia, al contar con procesos comunicativos más estructurados y planeados podría lograr
mejores resultados al momento de establecer relaciones con públicos determinados al presentarse de una
manera accesible y oportuna para todos, y posicionándose, con el tiempo, como el sector determinante que es
para nuestra sociedad.
• Científicos de Caltech y el JPL de la Nasa encontraron un polímero que como aditivo de la gasolina reduce la capacidad explosiva de esta cuando ocurre un accidente, por ejemplo de un avión, que empeora las consecuencias. El aditivo cumple su papel sin afectar el desempeño del combustible, reveló el artículo publicado en Science. El polímero posee unas supermoléculas que evitan que el combustible se disperse violentamente y explote, esto sin alterar sus propiedades energéticas y densidad.
• La evidencia clara hasta el momento apunta a que un gran asteroide impactó con la Tierra, en el Golfo de México
y lo que siguió produjo la extinción de los dinosaurios. Un estudio en Science complementa el panorama: el asteroide produjo una activación de volcanes en India durante cientos de miles de años, lo que contribuyó fuertemente a la gran extinción masiva que hubo entonces. El papel de los volcanes ha sido sugerido en distintas oportunidades, pero esta vez las pruebas parecen más firmes.
• En Marte hay agua, cuento viejo. Lo que no se sabía es que podía estar en estado líquido y eso reveló un artículo
en Nature Geoscience que analizó datos espectrográficos de la sonda Mars Reconnaissance Orbiter de varios sitios del planeta en los cuales aparecen manchas de las laderas de los montes. Se trata de agua salada dijeron los investigadores. Eso abre nuevas posibilidades para la exploración del planeta en un futuro lejano.
Notas científicas
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Nuevos linfocitos T eliminan células tumorales sin
afectar células del organismo
Entre las diferentes opciones que ofrece la inmunoterapia, una de las más prometedoras ha sido la de modificar genéticamente los linfocitos del paciente para que produzcan unos receptores de superficie especiales, denominados receptores de antígenos quiméricos (CARs en sus siglas en inglés). Los CARs son proteínas que permiten a los linfocitos reconocer una proteína (o antígeno) específico en las células tumorales. Así, los linfocitos se extraen del paciente, se modifican y crecen hasta tener un número suficiente y se vuelven a introducir en el paciente, donde reconocen las células que producen los antígenos frente a los que se han diseñado y actúan contra ellas. Esta aproximación ya está siendo probada en algunos pacientes con, linfocitos dirigidos hacia proteínas presentes en las células responsables de la leucemia o linfoma o incluso cáncer gastrointestinal con metástasis. De hecho, un reciente artículo en Science Translational Medicine acaba de revelar que la persistencia de los linfocitos T modificados en los pacientes con leucemia correlaciona con la respuesta clínica y que estas células linfocítica crónica se mantienen funcionales hasta cuatro años. Mediante este tratamiento, ninguno de los pacientes en los que se observó remisión de la enfermedad presentó una recaída. Otro ejemplo es un trabajo publicado esta semana en Neuro-oncology, en el que se combina quimioterapia e inmunoterapia de células T modificadas para el tratamiento del glioblastoma. Pese a los buenos resultados obtenidos en algunos tipos de cáncer, los linfocitos T modificados o linfocitos T CAR presentan una importante limitación: no son capaces de diferenciar entre células sanas o células tumorales. Esto es debido a que a pesar de que son diseñados para reconocer proteínas que se producen en exceso en las células tumorales, algunas de las células normales también pueden producirlas, aunque a niveles normales. En el caso del cáncer que afecta a las células sanguíneas, la pérdida de algunas células normales como consecuencia de la acción de los linfocitos modificados puede no ser demasiado grave si las poblaciones celulares normales pueden renovarse. Sin embargo, en el caso de los tumores sólidos, los linfocitos modificados destinados a eliminar el cáncer, pueden producir un daño tisular demasiado alto. Dos estudios publicados en paralelo en Cancer Research han solventado este problema, obteniendo linfocitos T modificados capaces de distinguir entre las células tumorales que expresan las proteínas ErbB2 o EGFR a niveles muy elevados y células normales que también las expresan pero a niveles fisiológicos.
Desde hace algún tiempo la
inmunoterapia, basada en la utilización
del sistema inmune del propio paciente
para atacar y eliminar las células
tumorales, se ha presentado como una
aproximación muy atractiva para hacer
frente al cáncer.
En ambos trabajos, los investigadores generaron líneas de linfocitos T modificados diseñadas para tener diferentes niveles de afinidad hacia las proteínas sobreexpresadas por las células del cáncer. En contra de lo esperado, observaron que aquellos con mayor afinidad hacia dichas proteínas atacaban tanto las células tumorales como las células normales. Sin embargo, los linfocitos cuyos receptores presentaban menor afinidad hacia las proteínas que reconocen, eran igual de efectivos contra las células tumorales y no mostraban efecto tóxico sobre las normales. Los estudios preclínicos preliminares llevados a cabo en ambos trabajos resultan muy positivos, aunque los investigadores se muestran prudentes e indican que no se puede eliminar completamente la posibilidad de que haya cierta toxicidad fuera del tejido diana. Así, los primeros ensayos clínicos deberán ser diseñados de forma adecuada para probar su efecto en diferentes tumores. También se estudiarán otras variables de la estructura de los receptores de los linfocitos modificados que puedan influir en la actividad de los mismos. De momento, lo que se extrae de los trabajos es que la nueva estrategia de modificar la afinidad de los receptores de los linfocitos de diseño tiene el potencial, no sólo de mejorar la seguridad y resultado clínico de los linfocitos modificados contra dianas validadas, sino también de aumentar el número de tipos de cáncer, algunos de los cuales no pueden ser tratados con linfocitos modificados en la actualidad debido a los problemas de toxicidad asociados al reconocimiento de las dianas en las células sanas. Esto incluye especialmente los cánceres en los que es común la expresión excesiva de las proteínas ErbB2 o EGFR, como el cáncer de mama, ciertos tumores cerebrales, cáncer d pulmón, pancreático, de ovario, colon o de células escamosas en cabeza y cuello. “Una derivación importante de este estudio es que los científicos pueden afinar o modular la afinidad de un linfocito T CAR según las necesidades de un tumor dado,” explica Laurence JN Cooper, director de uno de los trabajos.
Referencias: Liu X, et al. Affinity-Tuned ErbB2 or EGFR Chimeric Antigen Receptor T Cells Exhibit an Increased Therapeutic Index against Tumors in Mice. Cancer Research. 2015. 75 (17): 3596 doi: 10.1158/0008-5472.CAN-15-0159 Caruso HG, et al. Tuning Sensitivity of CAR to EGFR Density Limits Recognition of Normal Tissue While Maintaining Potent Antitumor Activity. Cancer Research, 2015; 75 (17): 3505 doi: 10.1158/0008-5472.CAN-15-0139 Porter DL, et al. Chimeric antigen receptor T cells persist and induce sustained remissions in relapsed refractory chronic lymphocytic leukemia. Science Translational Medicine. 2015. Vol. 7, Issue 303, pp. 303ra139. DOI: 10.1126/scitranslmed.aac5415
Everson RG, et al. Efficacy of systemic adoptive transfer immunotherapy targeting NY-ESO-1 for glioblastoma. Neuro-oncology. 2015. Doi: 10.1093/neuonc/nov153
Abril - 2015. #002 Abril - 2015. #002
Hallan en Colombia una tortuga con 120 millones
de años
En la zona fue encontrado el esqueleto casi completo de un reptil que vivió en el Cretáceo y que medía cerca de 2 metros. Presenta además todos los rasgos de las tortugas marinas modernas según el artículo que la describe, publicado en la edición de septiembre de PaleoBios. Santahachelys gaffneyi era la tortuga más antigua conocida hasta ayer. Hoy es el individuo descrito por Edwin Cadena, de la Fundación Alexanver von Humboldt en el Instituto de Investigaciones Senckenberg. El descubrimiento lo hizo con su colega de Estados Unidos J. Parham, de la Universidad del Estado de California en Fullerton. “La tortuga descrita por nosotros como Desmatochelys padillai sp, se origina en sedimentos del Cretáceo y tiene al menos 120 millones de años”, dijo Cadena. Las tortugas marinas descienden de tortugas terrestres y de agua dulce que surgieron hace cerca de 230 millones de años. Durante el Cretáceo se dividieron entre las habitantes de tierra y mar. Y el registro fósil de ese periodo es escaso por lo que es difícil decir cuándo ocurrió esa división. “Esto le da gran importancia a cada fósil descubierto que pueda contribuir a clarificar la filogenia de las tortugas marinas”, explicó Cadena. Las corazas y huesos de la tortuga se encontraron en dos sitios cerca a Villa de Leyva. Los restos fueron descubiertos y recolectados por la paleontóloga aficionada Mary Luz Parra y sus hermanos Juan y Freddy en el año 2007. Desde entonces han permanecido en la colección del Centro de Investigaciones Paleontólogicas en Villa de Leyva y el Museo de Paleontología de la Universidad de California.
La tortuga marina más antigua del planeta
vivió en lo que es hoy Colombia hace 120
millones de años. El reptil fosilizado fue
desenterrado en cercanías a Villa de Leyva
(Boyacá), una región donde se han
encontrado muchos fósiles en el pasado.
Esta tortuga es 25 millones de años más
antigua que el espécimen más viejo que se
conocía hasta hoy.
“Recuperamos especímenes más pequeños
en el mismo lugar, y después de pasar
cuatro días trabajando en sacar a la luz el
caparacho, comprendí que era la tortuga
más grande que se hubiera descubierto en
el área para ese período, y nos dio la
primera evidencia de gigantismo en tortugas
de agua dulce”. Edwin Cadena.
Además de su enorme tamaño el fósil de la tortuga muestra unas mandíbulas fuertes y grandes que pudieron permitirle ser un omnívoro que comiera cualquier cosa que se pusiera a su alcance, desde moluscos pasando por tortugas más pequeñas y llegando incluso a los cocodrilos. Cadena y su colega examinaron el esqueleto casi completo, 4 cráneos adicionales y 2 caparazones parcialmente preservados y ubicaron los fósiles en el grupo de tortugas Cheloniodea, basados en varios rasgos morfológicos. Las tortugas de este grupo habitan aguas tropicales y subtropicales. “Basados en la morfología de los animales y los sedimentos donde fueron encontrados, tenemos la certeza de que estamos tratando con el fósil más antiguo de tortuga marina”, agregó el investigador colombiano. Hasta ahora solamente se ha encontrado un espécimen de este tamaño. Ksepka, uno de los paleontólogos, cree que esto se debe a que un animal tan grande necesitaría un gran territorio para poder alimentarse. Una tortuga así sobrevive porque se ha comido a todos sus grandes competidores. Se han descubierto varias caparazones con marcas de mordeduras que muestran que los parientes de los cocodrilos cazaban a estas tortugas, pero ninguno se habría enfrentado con una Carbonemysadulta; de hecho, los cocodrilos más pequeños habrían sido presa fácil para este monstruo.
Edwin Cadena, el científico descubridor del
fósil, junto a la caparazón del animal.
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Abril - 2015. #002 Abril - 2015. #002
Ácaro de fresa ayudaría en control
biológico de plagas
El cultivo de la fresa suele verse afectado por diferentes problemas fitosanitarios entre los cuales se destaca el ataque de ácaros fitófagos, es decir, aquellos que se alimentan de las plantas. Uno de ellos es el Phytonemus pallidus, conocido comúnmente como ácaro de la fresa.
A este se enfrentan los productores de fresa en Versalles y El Cerrito, en el Valle del Cauca. Esta plaga de la fresa ha tomado importancia debido a que los ácaros son difíciles de percibir a simple vista por su reducido tamaño, por lo cual el productor sólo los detecta cuando ya han generado daño en los cultivos, por ejemplo, deformando los frutos o disminuyendo rendimientos y ganancias. Una vez detectada su presencia, los productores acuden al uso de diversos productos químicos como estrategia de manejo, pero estas acciones pueden afectar la cosecha de una fruta que en su mayoría se consume en fresco.
El Grupo de Investigación de Acarología
de la Universidad Nacional desarrolló un
trabajo centrando su atención en los
diferentes ácaros que afectan el cultivo de
fresa, para, a partir de su identificación,
saber cuáles de ellos servirían para
emprender planes de control biológico de
plagas. El objetivo es facilitarles a los
productores de fresa de la región, un
manejo alternativo al uso de químicos que
les pueda permitir reducir costos, afectar
menos su salud y obtener mejores ingresos.
De esta parte del trabajo se obtuvieron 34 muestras de hojas, flores y frutos, que fueron llevadas al laboratorio para clasificarlas taxonómicamente. Así, identificaron varias familias de ácaros asociadas al cultivo de la fresa, destacándose por su abundancia la Tarsonemidae con la especie P. pallidus, y Phytoseiidae con la especie N. californicus. También se encontraron otras con hábitos detritófagos, es decir, que pueden consumir material orgánico en descomposición.
Productor aplicando productos químicos a la
cosecha como estrategia de manejo.
Para el estudio se realizó una recolección de muestras de ácaros en cultivos de pequeños agricultores del municipio de Versalles, ubicado a 1.900 metros sobre el nivel del mar (m.s.n.m.) y en El Cerrito, a 2.200 m.s.n.m.
De la familia Phytoseiidae se encontraron tres especies que sobreviven a pesar de las aplicaciones de acaricidas y se adaptan al clima frío; ellas son: Neoseiulus californicus, Neoseiulus sp y Proprioseiopsis. Estos bichos microscópicos rompen las telarañas de los ácaros plagas, y se alimenta de ellos.
“La finalidad del proyecto es desarrollar alternativas de manejo del P. pallidus, que incluya liberación de ácaros depredadores como N. californicus, uso de extractos de plantas, hongos entomopatógenos, aceites vegetales y otras alternativas”, señala la profesora Nora Cristina Mesa Cobo, directora de este trabajo de investigación. “Todo esto con el objetivo de facilitarles a los productores de fresa de la región, un manejo alternativo al uso de químicos que les pueda permitir reducir costos, afectar menos su salud y obtener mejores ingresos”, agrega.
En el Valle del Cauca, la fresa es cultivada por pequeños productores y no están asociados. Las áreas son muy pequeñas y se concentran en los municipios de Cerrito, Versalles, Sevilla.
Según la Red de Información y Comunicación del Sector Agropecuario (Agronet), en 2013 se cosecharon en Colombia siete hectáreas de fresa, a través de las cuales se obtuvo una producción de 248 toneladas.
Recolección de muestras.
Los resultados que se obtengan para la
región podrán ser usados en zonas del
departamento del Cauca, en la Sabana de
Bogotá o en el oriente antiqueño donde
también se produce fresa.
Proteína viral ofrece esperanza para
primer tratamiento contra dengue
En un estudio realizado en células endoteliales pulmonares humanas y en ratones, los investigadores de la Universidad de Berkeley, California, señalaron que la NS1 activaba directamente un receptor de superficie conocido como TLR4, lo que lleva a las células a liberar moléculas proinflamatorias.
Después, la inflamación inducida por la NS1 daña las capas de las células endoteliales humanas que recubren las paredes internas de los vasos sanguíneos y hacen que la firme barrera de las células presente fugas. El tratamiento de ratones con dengue con un compuesto que bloquea el TLR4 redujo de manera marcada la fuga vascular. "Nuestros hallazgos muestran que la NS1 podría ser un objetivo primario en cuanto a medicamentos y que debe ser considerada en el desarrollo de una vacuna", dijo Eva Harris, profesora de Berkeley y la principal autora del estudio.
En un estudio separado, investigadores de la Universidad de Queensland mostraron que la NS1 de los cuatro tipos de virus del dengue dañó las células endoteliales humanas y que la vacuna con la proteína puede proteger a los ratones contra el dengue severo.
Los resultados indican que la NS1 se comporta como una toxina viral de forma muy similar a la manera en que ciertas toxinas bacterianas activan el TLR4 y desencadenan inflamación generalizada en una sepsis, dijo Paul Young, profesor en jefe de la facultad de química y ciencias biológicas moleculares de la Universidad de Queensland y principal autor del estudio.
El dengue, que se calcula que afecta a cerca de 400 millones de personas al año en el mundo, normalmente causa una fiebre debilitante que puede progresar hasta una fiebre hemorrágica por dengue potencialmente mortal y el síndrome de shock por dengue.
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"Nuestros hallazgos muestran que la NS1
podría ser un objetivo primario en cuanto a
medicamentos y que debe ser considerada
en el desarrollo de una vacuna", Eva Harris,
profesora de Berkeley y la principal autora del
estudio.
Cada año se diagnostican 500.000 casos de
fiebre hemorrágica por dengue y se producen
alrededor de 25.000 fallecimientos. Debido a
que no hay tratamiento ni vacuna contra el
dengue, el principal método de control de la
enfermedad se ha centrado en reducir los sitios
en los que los mosquitos se reproducen y en la
atención médica de apoyo a los pacientes con
dengue severo como el reemplazo de fluidos.
Científicos identificaron el papel de una proteína
viral en la generación de fugas en los vasos
sanguíneos en las infecciones de dengue severo,
lo que abre una solución potencial para
desarrollar el primer tratamiento para la
enfermedad transmitida por mosquitos más
común del mundo. La llamada proteína no
estructural 1 (NS1), una de las 10 proteínas virales
secretadas por las células infectadas con el virus
del dengue, es responsable de la pérdida de
fluidos y del shock resultante característicos de
las infecciones severas y potencialmente
mortales, se indicó en un par de estudios dados
a conocer en la revista estadounidense Science
Translational Medicine.
Abril - 2015. #002 Abril - 2015. #002
Completan genoma de bacteria oportunista en el VIH Sida
Mónica Natalia González Pérez, doctoranda en Ciencias Biomédicas, obtuvo la secuencia completa del genoma de esta bacteria tras cuatro años de investigación en los que ha profundizado en sus mecanismos moleculares (composición), de virulencia (capacidad para causar enfermedad) y de patogénesis (origen y evolución de enfermedades). Dicho germen forma parte de las cerca de 160 especies que integran el grupo de micobacterias no tuberculosas (MNT), también llamadas atípicas o del medioambiente. Las primeras infecciones fueron descritas en pacientes VIH positivos de Bogotá, donde el patógeno fue considerado agente causal de enfermedad diseminada y pulmonar; su muerte se produjo por coinfección, es decir, dos o más infecciones al mismo tiempo. Por su parte, la profesora Martha Isabel Murcia Aranguren, del Departamento de Microbiología de la Facultad de Medicina de la U.N., quien descubrió la M. colombiense, menciona que esta especie podría ser un patógeno particularmente virulento para la población VIH positiva en Colombia, estimada en 41.900 casos en 2013, según datos del Ministerio de Salud y las Naciones Unidas. La docente afirma que en la actualidad se adelanta una investigación de coinfección en los hospitales Simón Bolívar y Santa Clara, en Bogotá, cuyos resultados preliminares resultan preocupantes, pues si bien se tiene la idea de que tras varios años de estar aplicando la terapia múltiple antirretroviral el paciente VIH mejora su sistema inmunológico y no desarrolla infecciones oportunistas, esto no sucede en Bogotá.
Profundizar en el conocimiento de la
Mycobacterium colombiense, germen
asociado a enfermedades respiratorias e
infecciones en pacientes con VIH Sida es un
aporte mundial al estudio de estas bacterias.
Nuggets de Cachama
Posterior a los estudios realizados en el país, dicha
bacteria también ha sido aislada en España,
Francia, China, Rusia y Canadá. “Por esta razón se
considera un patógeno oportunista y exitoso, con
mecanismos de virulencia que le permiten
adaptarse, sobrevivir, replicarse y producir
enfermedad en hospederos de diferentes países”,
señala la doctora González Pérez. De ahí la
importancia de su trabajo, pues es la primera vez
que mediante el estudio de un modelo in vivo es
posible aproximarse a su virulencia.
comparó los resultados de M. colombiense con M. tuberculosis y M. avium, que son las bacterias sobre las que más se ha investigado. De esta forma se encontraron dos tipos de respuesta inmune diferentes tanto en pulmón como en piel: “mientras el tejido pulmonar fue eficiente para evitar el crecimiento de la bacteria, el subcutáneo, aunque tuvo mayor daño, consiguió controlarlo en forma más óptima”, subraya. Se trata de un nuevo aporte en el campo del control de la infección, dado que suele generalizarse que la acción del patógeno es igual en todas las partes del organismo.
“Asumimos que como la terapia antirretroviral
se aplica en el país desde 1996, la prevalencia
de la asociación micobaterias–VIH debía ser
baja, pero la sorpresa es que la tuberculosis
sigue siendo muy importante en estos
pacientes, así como la micobacteriosis, por lo
que es cada vez más urgente adelantar
estudios que mejoren el diagnóstico”. Martha
Isabel Murcia Aranguren, investigadora del
Departamento de Microbiología de la Facultad
de Medicina de la U.N.
Virulencia del patógeno
Para el desarrollo de esta parte del trabajo, centrado en el aspecto microbiológico, se utilizó un modelo conocido como Murino Balb/C, que se basa en el uso de ratones alvinos de los cuales se infectaron, en una fase temprana y otra avanzada, 50 individuos machos vía intratraqueal y subcutánea con la cepa M. colombiense cect 3035. “El objetivo era determinar cuánto crece la bacteria e identificar los mecanismos que usa el animal para protegerse, pues esto nos indica qué estrategias emplea el germen para hacerle daño a su huésped”, explica la investigadora González, quien agrega que para su estudio
Para la segunda parte del trabajo de investigación, Mónica González aprovechó las ventajas de las herramientas bioinformáticas y mediante técnicas de secuenciación consiguió ensamblar por primera vez el genoma completo de M. colombiense CECT 3035. Como resultado, se encontró que posee 5.318 genes, muchos de los cuales son comunes para M. tuberculosis y M. colombiense, pero hay otros que no se comparten, este hallazgo permitirá profundizar en el funcionamiento de la maquinaria genética de este último. La investigadora González Pérez también analizó compuestos como plásmidos, fagos, islas genómicas, familias proteicas y singletons. “Los plásmidos le dan herramientas a la micobacteria para adaptarse y sobrevivir en ambientes hostiles y difíciles; en cuanto a los fagos, transmiten DNA (información genética) y pueden contener genes de virulencia”, amplía la experta. Toda esta información proporciona luces para comprender los mecanismos de virulencia empleados por patógenos oportunistas; igualmente, ofrece un gran potencial para diseñar herramientas que permitirán mejorar el diagnóstico de las micobacterias y así optimizar los tratamientos en los pacientes afectados.
Secuenciación del genoma
Además de crecer muy rápido y fuera de control, las células tumorales registran otro comportamiento característico: desarrollan nuevos vasos sanguíneos irregulares, con ‘huecos’ en su superficie que pueden medir entre 200 y 2.000 nanómetros. Estos espacios diminutos son los que aprovechan las nanopartículas (que son aún más pequeñas) para atacar al tumor desde el torrente sanguíneo. Así, investigadores de la Universidad Complutense de Madrid –en colaboración con el Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina, el Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre y el Instituto de Salud Carlos III– han diseñado unas nanopartículas mesoporosas de silicio, biocompatibles con el organismo, cuya carga tóxica solo se desprende cuando se activa con luz ultravioleta. “Las células tumorales presentan una mayor demanda de nutrientes debido a su rápido crecimiento, lo que provoca la sobreexpresión de algunos receptores de su superficie”, explica María Vallet-Regí, investigadora del departamento de Química Inorgánica y Bioinorgánica de la UCM y autora principal del estudio, publicado en Journal of Materials Chemistry B. Las nanopartículas se dirigen a los receptores de transferrina –proteína encargada de transportar hierro–, cuya sobreexpresión es 100 veces más alta en las células tumorales que en las sanas. Así consiguen capturar más hierro y sostener la alta velocidad de proliferación de los tumores sólidos. Para ‘engañar’ a las células malignas, las nanopartículas están cubiertas de transferrina. Una vez que consiguen llegar al interior de los vasos sanguíneos, si se estimulan con una luz ultravioleta, liberan el contenido tóxico y provocan una muerte celular en cascada. “Hemos diseñado un dispositivo ‘inteligente’ que responde a la aplicación de un estímulo, la luz, liberando solo el fármaco si se expone a ella”, detalla Vallet-Regí. La ventaja de la luz es que se puede controlar espacial y temporalmente, seleccionando la zona y el tiempo de exposición. Además, también se puede aplicar a zonas tumorales internas usando sondas ópticas.
Nanopartículas capaces de acabar con
tumores por activación con luz
ultravioleta
Aunque la luz ultravioleta por sí misma
sea dañina para cualquier tipo de
célula, el dispositivo permite delimitar
muy específicamente la superficie y el
tiempo, aplicando el fármaco en una
zona concreta sin dañar los tejidos
adyacentes.
Síganos en:
Penetrando a través de los vasos
sanguíneos de las células tumorales, unas
nuevas nanopartículas son capaces de
acabar con los tumores, al liberar el
contenido tóxico cuando se estimulan con
luz ultravioleta. Investigadores de la
Universidad Complutense de Madrid han
participado en el diseño de este dispositivo
‘inteligente’, que se ha probado in vitro y
que podría resultar útil para tratar tumores
de esófago, estómago y piel.
El siguiente paso, en roedores Entre las ventajas de este sistema, los autores destacan su eficacia. “Con dosis muy pequeñas se logra una gran muerte tumoral”, asegura la científica de la UCM. Por su parte, la cubierta de las nanopartículas realiza una doble función: como agente director para acceder a los vasos sanguíneos y como ‘tapa’ de los poros, para evitar la salida prematura del fármaco. La herramienta se ha probado in vitro, en líneas celulares con neuroblastoma, fibrosarcoma, osteosarcoma y sarcoma de Ewing. Según los investigadores, podría aplicarse para tratar tumores que afecten a la piel, al esófago y al estómago, tejidos que se puedan radiar fácilmente con este tipo de luz o, en el caso de tumores más internos, con sondas ópticas. Antes de llegar a la parte clínica, el siguiente paso será probar la herramienta en roedores. Referencia: Marina Martínez-Carmona, Alejandro Baeza, Miguel A. Rodríguez-Milla, Javier García-Castro y María Vallet-Regí. “Mesoporous silica nanoparticles grafted with lightresponsive protein shell for highly cytotoxic antitumoral therapy”. Journal of Materials Chemistry B, 2015, 3, 5746-5752. DOI: 10.1039/C5TB00304K.
Registran nuevas especies de aves en islas del río
Amazonas
Para este trabajo fueron seleccionadas cinco islas en la región de Leticia: Islas grandes y maduras (Mocagua, Ronda e Isla de los Micos) y dos islas jóvenes (Isla Nueva y otra que aún no ha sido nombrada en la región, pero que el investigador denomina Calurosa). En ellas se eligieron tres ecosistemas que representan, al igual que las islas, un gradiente de estructura (de lo menos a lo más complejo): gramalotales, que son pastizales; bosques de estados intermedios de sucesión ecológica dominados por plantas conocidas como yarumos y, finalmente, las varzaeas, que son bosques inundables maduros. Los sistemas maduros tienen comunidades más estables, porque los nichos disponibles ya están siendo explotados, sin dejar mucho espacio para el recambio de especies. Por su parte, en los sistemas intermedios se forman nuevos nichos y otros desaparecen, lo que permitiría en teoría que haya mayor recambio de especies y, por tanto, mayor diversidad, explica el investigador.
El biólogo Alejandro Suárez , de la Maestría
en Estudios Amazónicos de la U.N. Sede
Amazonía, se encuentra realizando su tesis
de investigación sobre la estructura y
composición de comunidades de aves y su
relación con los atributos distributivos del
hábitat en islas del río Amazonas. Aunque no
todas las especies han sido reportadas en los
artículos científicos están siendo registradas
en la investigación que lleva a cabo el
estudiante, por lo que la lista de especies
para estos sistemas sigue en aumento.
De las 674 especies de aves reportadas en 2007 para la Amazonía colombiana, en las islas del río Amazonas se han registrado aproximadamente 230, de las cuales 17 se han considerado como especialistas de estos hábitats, es decir que se vuelven residentes de una sola isla. Sin embargo, otras especies que no han sido reportadas en los artículos científicos están siendo registradas en la investigación que lleva a cabo el estudiante Suárez, de la Maestría en Estudios Amazónicos de la U.N. Sede Amazonía, por lo que la lista de especies para estos sistemas sigue en aumento.
Biólogo Alejandro Suárez
Catharus Fuscecens.
El investigador señala que en Colombia no se han estudiado ampliamente las aves en estos sistemas, que son de un nivel interesante por su dinámica biológica y que además está registrando datos de su ecología poco conocidos en nuestro país, como por ejemplo, las aves especialistas de islas. De estas 17 especies, aproximadamente nueve han sido registradas, incluso aves como Cranioleuca vulpecula, que habitan en los bosques de la ribera de la cuenca amazónica y que algunas guías de campo nacionales no registran en Colombia. Otras especies registradas han sido las Catharus Fuscecens (aves migratorias), algunas de las cuales pueden ser especialistas. En casos como el de Thamnophilus cryptolucus, estas prefieren hábitats de vegetación densa, para no ser vistas; las Glaucidium brasilianum, mientras tanto, suelen vivir en bosques áridos y matorrales y espinos, entre otras áreas. Además es importante el uso de hábitats en islas tanto de aves migratorias australes como boreales, entre las que menciona Sporophila lineola, Tyrannus savana, Catharus minimus, Catharus ustulatus, Setophaga striata, cuya ecología es muy poco conocida en la Amazonía. Por lo tanto, el investigador considera que obtiene una comprensión novedosa de la fauna amazónica y aporta al conocimiento de la fauna nacional. El investigador señala que busca evaluar los atributos estructurales del hábitat que median la diversidad de aves en las islas del río Amazonas, ya que en estas se encuentran ecosistemas con diferente complejidad estructural, es decir hay desde islas pequeñas jóvenes y menos complejas con uno o dos tipos de ecosistemas como playas y pastizales, hasta islas grandes y maduras muy estructuradas que poseen diferentes tipos de ecosistemas, como playas, pastizales y bosques en diferentes grados de sucesión ecológica, entre otros. El investigador concluye que además de evaluar el efecto de la estructura de los hábitats como factor contribuyente a la diversidad de las aves de las islas, este conocimiento se pone a disposición de las comunidades indígenas que hacen uso de dichos sistemas, para que sea tomado en cuenta en sus planes de manejo territorial, de manera que se pueda mantener un impacto moderado en la estabilidad de los ecosistemas.
Abril - 2015. #002 Abril - 2015. #002
Producen nano-fibras con dióxido de carbono de la atmósfera
Este nuevo proceso electroquímico llamado STEM, combina un sistema de energía solar con electricidad usando óxido de litio disuelto en carbonato de litio fundido. Dicho óxido de litio se combina con el dióxido de carbono del aire, para así formar más carbonato de litio. Si se utiliza un voltaje entre dos electrodos dentro del carbonato fundido, la reacción resultante producirá “oxigeno”, que se acumulará sobre uno de los electrodos, y más óxido de litio, que se puede reutilizar en la reacción para continuar con la captura de más dióxido de carbono y de esta forma, activar el proceso nuevamente. El profesor de química Stuart Licht, de la universidad George Washington afirma que, con este nuevo método creado por su equipo de investigación, puede capturar dióxido de carbono del aire empleando un proceso electromagnético para convertirlo en nano-fibras de carbono y oxígeno, y que el proceso es en definitiva mucho más eficiente y potencialmente mucho más barato que los existentes hasta ahora.
Una nueva y revolucionaria técnica para
extraer el carbono de la atmósfera y
convertirlo en nano-fibras plantea una
potencial “cura” para las emisiones de
dióxido de carbono (CO2). Este nuevo
método podría revolucionar el sector de la
construcción y de esta manera, invertir la
contaminación atmosférica a nivel
preindustrial. La investigación fue publicada
en Nano Letters.
Nuggets de Cachama
En realidad no es la primera vez que se
intenta un proceso de estas características.
Anteriormente los resultados ante test
similares fueron buenos pero el proceso no
era económico ni lo suficientemente
eficiente para la producción a gran escala
de nano-componentes.
Según Licht, en realidad es más que solo un método más sencillo y barato de fabricar un material tan caro como las fibras de carbono; representa en sí una manera de “aislar y almacenar el dióxido de carbono de manera útil, estable y compacta”. El profesor señala que otras de las ventajas es que este complejo proceso se alimenta con energía solar, es decir, enteramente renovable y con un resultado de gran valor y no monetario que es, la eliminación de dióxido de carbono del aire.
El equipo de investigación del profesor Licht logró mostrar la versatilidad de este proceso fabricando una cantidad importante de nano-fibras de diversas formas y diámetros con sólo hacer ajustes en las condiciones específicas el proceso, como por ejemplo la cantidad de corriente en momentos concretos o la composición de los ingredientes en el proceso. Licht aseguró que todavía no se tiene un control total de los mecanismos básicos de la formación de dichas fibras pero que tiene plena confianza en que su equipo de profesionales logrará desarrollar el control necesario sobre la naturaleza de las fibras producidas.
Este nuevo método puede capturar
dióxido de carbono del aire empleando
un proceso electromagnético para
convertirlo en nano-fibras de carbono y
oxígeno, y es en definitiva mucho más
eficiente y potencialmente mucho más barato que los existentes hasta ahora.
Pero para algunos, el verdadero valor de este proyecto y este nuevo proceso tiene que ver con el potencial para reducir las emisiones de carbono que tanto mal le están haciendo a nuestra atmósfera. Los investigadores demuestran optimismo pues, según los cálculos, este método podría eliminar suficiente dióxido de carbono para restaurar los niveles atmosféricos globales preindustriales en menos de 10 años, inclusive si se siguen emitiendo los mismos niveles de gas de efecto invernadero durante ese mismo período. En realidad, es quizás un poco utópico pues para que esta previsión funcione, requeriría un aumento gigantesco de la demanda de nano-fibras de carbono. Según Stuart Licht, si el costo del material se reduce gracias al método de su equipo de investigación, no pasará mucho tiempo para que la fibra de carbono eventualmente remplace al acero o al aluminio, incluso al cemento, como materiales de construcción, y ahí si se vería cumplido el pronóstico de los científicos.
“Nano Letters” asegura que este proyecto tiene por ahora un gran inconveniente, y es que las nano-fibras son demasiado cortas. James Tour, un científico de nano-ingeniería y materiales de la universidad de Houston realizó una analogía con la lana. Para Tour “primero hay que esquilar la oveja, luego se requieren varios procesos hilados antes de llegar a conseguir un jersey”. Sin embargo, el profesor Licht, en respuesta a estos testimonios, sostiene que el proceso está en vías de mejorarse y ampliarse y que las posibilidades son inmensas.
Este proyecto promete mucho desde el
punto de vista rentable, pues las fibras de
carbono, por su fuerza, ligereza y su
capacidad de conductividad eléctrica, se
usan cada vez más como materiales
estructurales en la industria aeronáutica y automovilística entre otras.
Abril - 2015. #002 Abril - 2015. #002
Triple barrera protege las células de convertirse en cancerosas
La proliferación celular requiere la copia (replicación) de los cromosomas y su distribución (segregación) en las dos futuras células hijas. Las células experimentan continuamente alteraciones (lesiones) espontáneas en el ADN que conforma los cromosomas, debido por ejemplo a su entorno acuoso (reactivo). En respuesta a la presencia de lesiones en el ADN, las células detienen el ciclo de división celular para dar tiempo a la reparación de las lesiones e impedir la transmisión de cromosomas dañados y replicados de forma incompleta. La pérdida de esta capacidad da lugar a la aparición de inestabilidad cromosómica, motor de la transformación cancerosa. Estudios previos de otros laboratorios habían identificado que las células del organismo modelo Schizosaccharomyces pombe, una levadura empleada en el laboratorio para investigar el comportamiento celular, detienen la progresión del ciclo de división celular a través de un proceso que se había asumido como universal (en términos científicos, la fosforilación en un residuo tirosina conservado en la quinasa dependiente de ciclina Cdk1, el motor del ciclo celular). El equipo dirigido por David G. Quintana, investigador del departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la UAB, ha demostrado que este control no es indispensable en otros organismos y que el modelo hasta ahora imperante era excesivamente simple. Las células a las que habían eliminado el gen responsable de este control, llamado Wee1 / Swe1, eran plenamente capaces de detener el ciclo celular en respuesta a daño en el ADN, lo que sugería la existencia de controles adicionales.
Investigadores de la Universidad Autónoma
de Barcelona (UAB) han identificado por
primera vez el triple mecanismo que detiene
la separación de los cromosomas en
respuesta a situaciones que comprometen la
integridad de la información genética. La
pérdida de esta capacidad de respuesta es
característica de las células cancerosas. El
trabajo fue publicado en Plos Genetics.
Nuggets de Cachama
El trabajo identifica tres vías de control que confluyen en esta respuesta, mediadas por los genes Wee1, Pds1/securina y Rad53/Chk2. Cada una de ellas por sí sola es suficiente para impedir la segregación de los cromosomas y, por tanto, el proceso de división celular. Es necesaria la eliminación simultánea de estas tres vías de control a fin de que pueda tener lugar la segregación de cromosomas dañados y replicados de manera incompleta. Significativamente, el gen Rad53/Chk2 forma parte del llamado mecanismo de vigilancia (en inglés llamado checkpoint) de la fase S, que detecta y responde a las situaciones que comprometen el proceso de replicación de los cromosomas. Chk2 es oncogénico en humanos y el checkpoint de la fase S es considerado una barrera anticáncer temprana en el proceso de transformación maligna. Los autores proponen que los tres niveles de control, y no solo el mediado por el gen Wee1, probablemente estén presentes también en las células humanas. Esto explicaría la paradoja de que Wee1 no sea oncogénico en humanos: las células disponen de dos barreras más para evitar esta pérdida de control.
Referencia bibliográfica: Palou G, Palou R, Zeng F, Vashisht AA, Wohlschlegel JA, Quintana DG (2015) Three Different Pathways Prevent Chromosome Segregation in the Presence of DNA Damage or Replication Stress in Budding Yeast. PLoS Genet 11(9): e1005468. doi:10.1371/journal.pgen.1005468. http://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371%2Fjournal.pgen.1005468
Mecanismo de vigilancia
Schizosaccharomyces pombe.
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Proteína en esperma, clave para el éxito del
anticonceptivo masculino
Hasta el momento la ciencia no había
encontrado un equivalente de anticonceptivo
para hombres que consiguiera controlar la
natalidad y aunque anteriores trabajos ya
sugerían que la proteína calcineurina (una
enzima dependiente del calcio expresada en
los testículos) desempeña un papel importante
en la fertilidad masculina, sus múltiples formas
hacían difícil su análisis. Sin embargo
investigadores japoneses parecen haber
encontrado la vía para su desarrollo. Así lo
afirma un nuevo estudio, liderado por
investigadores de las Universidades de Osaka
y Tsukuba, publicado en la revista Science.
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Las múltiples formas de la calcineurina hacían difícil su análisis, sin embargo, después de comprobar que dichas formas –que expresan los genes PPP3CC y PPP3R2– solo se encuentran en las células que intervienen en la formación del esperma, el equipo de científicos estudió con más detalle estas subunidades de la calcineurina en ratones. Así, los machos en los que el PPP3CC fue eliminado, creando con ello una mutación en la proteína, fueron capaces de tener relaciones sexuales pero eran infértiles. Además de no nadar bien, los espermatozoides que carecían de PPP3CC no pudieron fertilizar los óvulos, incluso a través de fertilización in vitro. Tal y como explican los autores japoneses, “si se puede inhibir específicamente la calcineurina de los espermatozoides, esto conduciría al desarrollo de los tan buscados anticonceptivos masculinos orales”. Un análisis más detallado reveló que la parte intermedia de los espermatozoides sin PPP3CC no se dobla como hace normalmente durante la hiperactivación, un proceso que consiste en un cambio en el patrón de movimiento necesario para penetrar la membrana del óvulo.
Los autores analizaron el uso de medicamentos inhibidores de la calcineurina y descubrieron que se tarda de cuatro a cinco días de inhibición para conseguir que el esperma sea infértil, lo que sugiere que esta proteína es importante para el desarrollo, pero no para la maduración, de los espermatozoides. Es más, la fertilidad de los ratones macho, así como la motilidad del esperma y la flexibilidad de su parte intermedia, se recuperó una semana después de detener la administración del fármaco. “Como este complejo de calcineurina del esperma también se encuentra en humanos, su inhibición puede ser utilizada como una estrategia para el desarrollo de anticonceptivos masculinos reversibles”, concluyen. Referencia bibliográfica: H. Miyata; Y. Satouh; D. Mashiko; M. Muto; K. Nozawa; Y. Fujihara; A. Isotani; M. Ikawa; K. Shiba; K. Inaba. ‘Sperm calcineurin inhibition prevents mouse fertility with implications for male contraceptive’. Science, 2 de octubre de 2015. http://www.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aad0836
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